Ny modellering tyder på at Mars har unik isdannende skyfysikk

Bilde: Ars Technica · Kilde

Forskere har modellert en mystisk 1 000 mil lang sky på Mars og avslørt sjelden atmosfærisk fysikk som ikke tidligere er observert i naturen, hvor is dannes direkte uten partikler.

Hver vår- og sommermorgen på Mars, nær den majestetiske vulkanen Arsia Mons, dannes en særegen lang og tynn sky som strekker seg over 1 000 mil før den forsvinner. Denne skyen, kjent som Arsia Mons Elongated Cloud (AMEC), har forundret forskere siden den ble oppdaget av en sonde i 2018 på grunn av dens uvanlige størrelse og varighet. Ny forskning ledet av planetspesialisten Jorge Hernández-Bernal ved Sorbonne Université har klart å simulere skyens dannelse og avdekket at den oppstår gjennom en sjelden fysisk prosess som ikke tidligere er observert i noen planetatmosfære.

I motsetning til jordens skyer, som vanligvis utvikler seg når vanndamp kondenserer på støv- eller saltpartikler, synes AMEC å dannes gjennom homogen nukleasjon. Denne prosessen lar vanndampen i Mars’ atmosfære gå direkte over i iskrystaller uten noen partikler som initierer kondensering. Hernández-Bernal beskrev dette som kondensering som skjer i åpen luft i stedet for på overflategrensesnitt, et uventet og hittil bare teoretisk foreslått fenomen.

Dannelsen krever ekstreme forhold: et raskt temperaturfall på ca. 30 °C innen 10 minutter og usedvanlig høy relativ fuktighet – over 100 000 ganger høyere enn noen fuktighet målt på jorden. Den massive Arsia Mons-vulkanen spiller en avgjørende rolle ved å skape kraftige atmosfæriske bølger når vindstrømmer kolliderer med dens 65 000 fot høye topp, og raskt driver fuktig luft til høye høyder.

Selv om forskere tidligere har spekulert i at lignende isnukleasjon kan skje i de øvre atmosfærene på planeter som Venus eller til og med jorden, har ingen direkte observasjon bevist dette, hovedsakelig på grunn av de ekstreme fuktighetsforholdene som kreves. Denne modelleringen gir ny innsikt i marsmeteorologi og indikerer at slike ekstraordinære fuktighetsnivåer faktisk forekommer der. Studien, publisert i Nature Geoscience, markerer et betydelig fremskritt i forståelsen av Mars’ klima og atmosfæriske fenomener, og fremhever fysikk som tidligere ble ansett som rent teoretisk og usett i naturlige miljøer.

Denne oppdagelsen hjelper ikke bare til med å forklare den vedvarende AMEC, men åpner også nye muligheter for å utforske atmosfæriske prosesser på andre planeter under forhold som er svært forskjellige fra Jordens. Gitt den begrensede kunnskapen om Mars’ atmosfære sammenlignet med Jordens, understreker det at skyen ble vellykket replisert i simuleringer viktigheten og styrken i denne nye oppdagelsen.